一種消除雷射散斑的半導體雷射器系統的製作方法
2023-06-10 09:19:51
一種消除雷射散斑的半導體雷射器系統的製作方法
【專利摘要】本發明提出了一種消除散斑的半導體雷射器系統，包括半導體雷射器和微透鏡陣列，微透鏡陣列設置於半導體雷射器出光面，該系統通過半導體雷射器和微透鏡陣列之間的相對運動，解決了半導體雷射器光能量分布不均勻的缺陷，不但實現了勻化光斑而且消除了雷射散斑。
【專利說明】一種消除雷射散斑的半導體雷射器系統
【技術領域】
[0001]本發明屬於半導體雷射器【技術領域】，涉及一種半導體雷射器系統，尤其是一種消除雷射散斑的半導體雷射器系統。
【背景技術】
[0002]雷射具有單色性好，方向性好、亮度高且為線狀譜等優點，同時半導體雷射器具有體積小巧、重量輕、電光轉換效率聞、可罪性聞和壽命長等優點，此外還具有聞売度及良好的光束特性，可以應用於雷射顯示、安防設備，夜視照明等行業。
[0003]在雷射顯示、夜視照明等行業使用半導體雷射器時，對其輸出光斑的均勻性有很高的要求。
[0004]由於半導體雷射器存在光能量分布不均勻的缺陷，目前市場上普遍採用各類光束分割器或光纖對雷射光束進行勻化，但由於雷射本身的高相干性，當照射到粗糙物體的表面時會形成雷射散斑。上述所有勻化方法或裝置雖然會消除圖像中的部分明暗條紋，但均會產生嚴重的雷射散斑(即存在區域明暗不均勻問題)，嚴重影響所攝錄圖像的清晰度。
[0005]如專利CN201120436256.9，其中採用運動的毛玻璃、多面稜鏡、篩孔等器件進行消散斑處理，其透過率低，成本高，而且出射的角度很難控制。
[0006]專利CN20130214665.8，此專利使用旋轉的勻光片進行勻化，但勻光片概念太泛，文中提到過的勻光片是毛玻璃或光纖棒，毛玻璃或光纖棒的透過率低，而光纖棒的消散斑效果較低。
[0007]專利CN201420168202.2，專利中提到使用微透鏡陣列與毛玻璃的結合方式，此方法可有效消除散斑及達到勻化效果，但其缺點是使用兩個微透鏡陣列和毛玻璃，其成本高且光能利用率嚴重下降，因此不實用。
[0008]CN1731238A公開了一種能夠消除雷射散斑的照明系統及採用其的投影系統，此專利申請中通過運動的衍射元件消除雷射散斑，但其專利申請中未給出具體的衍射元件結構，此外由於衍射總是會導致光學系統的解析度受到限制，所以在光學設計中需儘量避免使用衍射元件。
【發明內容】
[0009]本發明的目的是為克服現有技術不足，提供一種消除散斑的半導體雷射器系統，可以勻化光斑又能消除雷射散斑。
[0010]本發明提出了一種消除散斑的半導體雷射器系統，包括半導體雷射器，其特殊之處在於:還包括微透鏡陣列，所述的微透鏡陣列設置於半導體雷射器出光面，半導體雷射器與微透鏡陣列要有相對運動。
[0011]所述的相對運動，固定微透鏡陣列不動，半導體雷射器往復運動或者振動、同心旋轉、偏心轉；或者，固定半導體雷射器不動，微透鏡陣列進行往復運動或者振動，同心旋轉、偏心旋轉。
[0012]所述的微透鏡陣列為單面微透鏡陣列或者雙面微透鏡陣列。
[0013]微透鏡陣列參數根據輸出光角度大小而定，角度大，微透鏡陣列小單元焦距要小，輸出光角度小則陣列小單元的焦距要大。
[0014]本發明優點:
(I)本發明直接採用半導體雷射器和微透鏡陣列相對運動的方案，微透鏡陣列具有勻光的作用，也即可將高斯光轉換為類平頂光，半導體雷射器和微透鏡陣列相對運動可以達到消雷射散斑、消除雷射橫紋以及消除陣列格紋的目的，所以此系統既可以勻化光斑又能消除雷射散斑。
[0015](2)通過微透鏡陣列中的每個小單元的焦距控制出射光的發散角度，可以精確控制，微透鏡陣列的透過率可達到90%以上，而毛玻璃則為80%左右，其在光利用率、成本及裝調上都有很好的優勢。
[0016](3)光效率高，損失較小，系統中採用的微透鏡陣列屬於折射器件不是衍射器件，其光效率高，非鍍膜的微透鏡陣列透過率可到90%以上，鍍膜的可到95%以上，而目前毛玻璃一般為80%左右，而且消散斑越好其透過率越低。
[0017](4)此系統只採用半導體雷射器和微透鏡陣列相對運動，其結構簡單，裝調方便，成本低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明第一個實施例(採用單面微透鏡陣列，相對運動為單面微透鏡陣列進行旋轉)。
[0019]圖2為本發明第二個實施例(採用雙面微透鏡陣列，相對運動為雙面微透鏡陣列進行旋轉)。
[0020]圖3為本發明第三個實施例(採用雙面微透鏡陣列，相對運動為雙面微透鏡陣列往復運動或者振動)。
[0021]圖4為本發明第三個實施例(相對運動為半導體雷射器往復運動或者振動)
符號說明:1為半導體雷射器，2為微透鏡陣列。
【具體實施方式】
[0022]一種消除散斑的其半導體雷射器系統，包括半導體雷射器1，微透鏡陣列2，所述的微透鏡陣列2至於半導體雷射器I出光面，半導體雷射器I與微透鏡陣列2要有相對運動，所述的相對運動，固定微透鏡陣列2不動，半導體雷射器I往復振動、同心旋轉、偏心轉；或者，固定半導體雷射器I不動，微透鏡陣列2進行往復振動，同心旋轉、偏心旋轉。
[0023]所述的微透鏡陣列I為單面微透鏡陣列或者雙面微透鏡陣列。
[0024]圖1為本發明第一個實施例，採用單面微透鏡陣列，固定半導體雷射器I不動，單面微透鏡陣列進行旋轉。
[0025]圖2為本發明第二個實施例，採用雙面微透鏡陣列，固定半導體雷射器I不動，相對運動為雙面微透鏡陣列進行旋轉。
[0026]圖3為本發明第三個實施例，採用雙面微透鏡陣列，固定半導體雷射器I不動，相對運動為雙面微透鏡陣列往復運動或者振動。
[0027]圖4為本發明第三個實施例，固定微透鏡陣列2不動，相對運動為半導體雷射，I往復運動或者振動。
【權利要求】
1.一種消除雷射散斑的半導體雷射器系統，其特徵在於:包括半導體雷射器和微透鏡陣列，所述的微透鏡陣列設置於半導體雷射器出光方向，所述的半導體雷射器和微透鏡陣列相對運動。
2.根據權利要求1所述的一種消除雷射散斑的半導體雷射器，其特徵在於:所述的相對運動為固定微透鏡陣列不動，半導體雷射器往復運動或者振動。
3.根據權利要求1所述的一種消除雷射散斑的半導體雷射器，其特徵在於:所述的相對運動為固定微透鏡陣列不動，半導體雷射器同心旋轉或者偏心轉。
4.根據權利要求1所述的一種消除雷射散斑的半導體雷射器，其特徵在於:所述的相對運動為固定半導體雷射器不動，微透鏡陣列進行往復運動或者振動。
5.根據權利要求1所述的一種消除雷射散斑的半導體雷射器，其特徵在於:所述的相對運動為固定半導體雷射器不動，微透鏡陣列進行同心旋轉或者偏心旋轉。
6.根據權利要求1-5之一所述的一種消除雷射散斑的半導體雷射器，其特徵在於:所述的微透鏡陣列為單面微透鏡陣列或者雙面微透鏡陣列。
【文檔編號】G02B27/09GK104375280SQ201410664006
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月20日 優先權日:2014年11月20日
【發明者】王敏, 高雷, 楊濤, 劉興勝 申請人:西安炬光科技有限公司